KR101458665B1 - Composite for Ballistic Helmet and Method for Manufacturing The Same - Google Patents

Composite for Ballistic Helmet and Method for Manufacturing The Same Download PDF

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Abstract

상대적으로 경량임에도 불구하고, 높은 경도 및 우수한 형태 안정성을 가짐으로써 향상된 방탄 성능을 구현할 수 있는 방탄 헬멧용 복합재 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 방탄 헬멧용 복합재는, 2개의 제1 프리프레그들; 및 상기 2 개의 제1 프리프레그들 사이의 다수의 제2 프리프레그들을 포함하고, 상기 제1 프리프레그들 각각은, 제1 폴리머 매트릭스; 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 내의, 11 g/denier 이상의 강력(tenacity) 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율(tensile modulus)를 갖는 고강도 섬유의 제1 네트워크를 포함하고, 상기 제2 프리프레그들 각각은, 11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유의 제2 네트워크; 및 상기 제2 네트워크의 일 면 상의 폴리머 필름을 포함한다.Disclosed is a composite material for a bulletproof helmet capable of realizing an improved bulletproof performance by having high hardness and excellent shape stability despite its relatively light weight, and a method for manufacturing the same. The composite material for a bulletproof helmet of the present invention comprises two first prepregs; And a plurality of second prepresses between the two first prepresses, each of the first prepresses comprising: a first polymer matrix; And a first network of high strength fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier in the first polymer matrix, A second network of high strength fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier; And a polymer film on one side of the second network.

Description

방탄 헬멧용 복합재 및 그 제조방법{Composite for Ballistic Helmet and Method for Manufacturing The Same}Technical Field The present invention relates to a composite material for a bulletproof helmet,

본 발명은 방탄 헬멧용 복합재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 상대적으로 경량임에도 불구하고, 높은 경도 및 우수한 형태 안정성을 가짐으로써 향상된 방탄 성능을 구현할 수 있는 방탄 헬멧용 복합재 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a composite material for a bulletproof helmet and a method of manufacturing the composite material for a bulletproof helmet, and more particularly, to a composite material for a bulletproof helmet capable of realizing an improved bulletproofing performance by having high hardness and excellent shape stability, ≪ / RTI >

방탄제품은 탄환이나 포탄으로부터 인체를 보호하기 위한 제품으로서, 우수한 방탄 성능과 함께 경량성이 요구된다. 그러나, 방탄 성능의 향상을 위해서는 방탄 제품의 경량성이 어느 정도 희생되는 것이 일반적이다. 반대로, 방탄 제품의 경량화는 방탄 성능의 저하를 야기한다.Bulletproof products are products for protecting the human body from bullets and shells, and are required to have excellent bulletproof performance and light weight. However, in order to improve the bulletproof performance, it is general that the light weight of the bulletproof product is sacrificed to some extent. On the contrary, the weight reduction of the bulletproof product causes a decrease in the bulletproof performance.

예를 들어, 방탄 헬멧용 복합재를 제조하는 통상적인 방법은, 고강도 섬유로 형성된 원단을 고분자 수지에 침지시킨 후 건조시켜 프리프레그를 제조하고, 이렇게 제조된 복수개의 프리프레그들을 적층하는 것이었다. 그러나, 침지 공정을 통해 프리프레그를 제조하는 경우, 원단 내에 함침되는 고분자 수지의 양을 일정 수준으로 조절하는 것이 어려웠다. 또한, 디핑에 의한 함침 방식 자체에 기인한 문제로서, 원단 내에 함침된 고분자 수지의 양이 지나치게 많아 방탄 제품의 경량화를 어렵게 만드는 문제점이 있었다.For example, a typical method of manufacturing a composite material for a bulletproof helmet is to prepare a prepreg by immersing a fabric formed of high-strength fibers in a polymer resin, followed by drying, to laminate a plurality of prepregs thus produced. However, when the prepreg is manufactured through the immersion process, it has been difficult to control the amount of the polymer resin impregnated into the fabric to a certain level. Further, as a problem caused by the impregnation method itself by dipping, the amount of the polymer resin impregnated in the fabric is excessively large, which makes it difficult to reduce the weight of the bulletproof product.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 본 출원인은, 소정의 단위 면적당 중량을 갖는 폴리머 필름을 원단의 일 면에 라미네이팅함으로써 제조된 복수개의 프리프레그들을 적층하는 방법을 개발하였고, 이 방법을 대한민국 특허출원 제10-2009-0066842호로 출원한 바 있다. As a method for solving such a problem, the present applicant has developed a method of laminating a plurality of prepregs manufactured by laminating a polymer film having a predetermined unit area weight on one side of a fabric, Filed with the application No. 10-2009-0066842.

상기 라미네이팅 방식에서는, 고분자 수지가 필름 형태로 원단에 가해지기 때문에 원단에 코팅되는 고분자 수지의 양을 일정하게 조절하는 것이 용이하다. 또한, 원단 내에 가해지는 고분자 수지의 양이 상대적으로 적은 상기 라미네이팅 방식이 상기 디핑 방식에 비해 방탄 제품의 경량화를 달성하는데 유리하다. 또한, 상기 폴리머 필름은 폴리비닐부티랄 수지를 포함하고 있어 프리프레그들이 서로 강하게 접착될 수 있고, 그 결과, 디핑 방식에 비해 더욱 우수한 방탄 성능이 구현될 수 있다.In the laminating method, since the polymer resin is applied to the fabric in the form of a film, it is easy to adjust the amount of the polymer resin coated on the fabric uniformly. In addition, the laminating method in which the amount of the polymer resin applied in the fabric is relatively small is advantageous in achieving lightening of the bulletproof product compared to the dipping method. In addition, since the polymer film includes a polyvinyl butyral resin, the pre-pores can be strongly adhered to each other, and as a result, a superior bulletproof performance can be realized as compared with the dipping method.

그러나, 라미네이팅 방식에 의해 제조된 복합재를 이용하여 헬멧을 제조하는 경우에도, 다소 약한 경도를 나타내는 부분들이 부분적으로 존재하고 탄환 충돌시 최내층(innermost layer)의 후면 변형이 다소 발생하는 등, 방탄 성능 면에서 여전히 개선되어야 할 여지가 남아 있었다.However, even when the helmet is manufactured using the composite material manufactured by the laminating method, there are some portions showing a somewhat weak hardness and the backside deformation of the innermost layer is slightly generated at the time of the bullet impact, There still remains room for improvement.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 방탄 헬멧용 복합재 및 그 제조방법에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is directed to a composite material for a bulletproof helmet capable of preventing problems caused by limitations and disadvantages of the related art and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 관점은, 상대적으로 경량임에도 불구하고, 높은 경도 및 우수한 형태 안정성을 가짐으로써 향상된 방탄 성능을 구현할 수 있는 방탄 헬멧용 복합재를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a composite material for a bulletproof helmet capable of realizing an improved bulletproof performance by having high hardness and excellent shape stability even though it is relatively lightweight.

본 발명의 다른 관점은, 상대적으로 경량임에도 불구하고, 높은 경도 및 우수한 형태 안정성을 가짐으로써 향상된 방탄 성능을 구현할 수 있는 방탄 헬멧용 복합재의 제조방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a composite material for a bulletproof helmet, which can realize an improved bulletproof performance by having high hardness and excellent shape stability despite being relatively lightweight.

본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술된 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in part in the description which follows, and in part will be obvious from the description. Alternatively, other features and advantages of the present invention may be understood through practice of the present invention. Objects and other advantages of the invention will be realized and attained by the structure particularly pointed out in the written description and claims of this invention.

위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 2개의 제1 프리프레그들; 및 상기 2 개의 제1 프리프레그들 사이의 다수의 제2 프리프레그들을 포함하고, 상기 제1 프리프레그들 각각은, 제1 폴리머 매트릭스; 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 내의, 11 g/denier 이상의 강력(tenacity) 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율(tensile modulus)를 갖는 고강도 섬유의 제1 네트워크를 포함하고, 상기 제2 프리프레그들 각각은, 15 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유의 제2 네트워크; 및 상기 제2 네트워크의 일 면 상의 폴리머 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재가 제공된다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, And a plurality of second prepresses between the two first prepresses, each of the first prepresses comprising: a first polymer matrix; And a first network of high strength fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier in the first polymer matrix, A second network of high strength fibers having a strength of at least 15 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier; And a polymer film on one side of the second network.

본 발명의 다른 측면으로서, 11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유로 제1 네트워크를 형성하는 단계; 상기 제1 네트워크를 폴리머 수지에 디핑하는 단계; 제1 프리프레그를 얻기 위해, 상기 디핑에 의해 상기 제1 네트워크에 함침된 폴리머 수지를 건조시키는 단계; 15 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유로 제2 네트워크를 형성하는 단계; 폴리머 필름을 형성하는 단계; 제2 프리프레그를 얻기 위해, 상기 제2 네트워크의 일 면 상에 상기 폴리머 필름을 라미네이팅하는 단계; 및 2개의 상기 제1 프리프레그들 사이에 다수의 상기 제2 프리프레그들이 위치하도록 상기 제1 및 제2 프리프레그들을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of making a first network, comprising: forming a first network with high strength fibers having a tensile modulus of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier; Dipping the first network into a polymer resin; Drying the polymer resin impregnated in the first network by the dipping to obtain a first prepreg; Forming a second network with high strength fibers having a strength of at least 15 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier; Forming a polymer film; Laminating the polymer film on one side of the second network to obtain a second prepreg; And laminating the first and second prepregs so that a plurality of the second prepregs are positioned between the two first prepregs, .

본 발명에 의해 제조된 방탄 헬멧용 복합재는 상대적으로 경량임에도 불구하고, 높은 경도 및 우수한 형태 안정성을 가짐으로써 향상된 방탄 성능을 구현할 수 있다.The composite material for a bulletproof helmet manufactured by the present invention can realize an improved bulletproof performance by having high hardness and excellent shape stability even though it is relatively lightweight.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄 헬멧용 복합재의 분해 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is an exploded cross-sectional view of a composite material for a bulletproof helmet according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 방탄 헬멧용 복합재 및 그 제조방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the composite material for a bulletproof helmet of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아래에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예들에 불과한 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that variations are possible. Therefore, the present invention encompasses all changes and modifications that come within the scope of the invention as defined in the appended claims and equivalents thereof.

본 명세서에서 사용되는 '프리프레그' 용어는 고분자 수지가 코팅 또는 함침되어 있는 원단을 의미한다.As used herein, the term " prepreg " means a fabric coated or impregnated with a polymeric resin.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄 헬멧용 복합재의 분해 단면도이다.1 is an exploded cross-sectional view of a composite material for a bulletproof helmet according to an embodiment of the present invention.

도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄 헬멧용 복합재는, 2개의 제1 프리프레그들(100) 및 상기 2개의 제1 프리프레그들(100) 사이에 위치하는 다수의 제2 프리프레그들(200)을 포함한다.1, the composite material for a bulletproof helmet according to an embodiment of the present invention includes two first prepregs 100 and a plurality of first prepregs 100 located between the first prepregs 100 And second preframes (200).

상기 제1 프리프레그들(100) 각각은, 제1 폴리머 매트릭스(120) 및 상기 제1 폴리머 매트릭스(120) 내에 위치하는 제1 네트워크(110)를 포함한다.Each of the first prepregs 100 includes a first polymer matrix 120 and a first network 110 located within the first polymer matrix 120.

상기 제1 네트워크(110)는 11 g/denier 이상의 강력(tenacity) 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율(tensile modulus)를 갖는 고강도 섬유(111, 112)로 형성된 원단(fabric)이다. 상기 고강도 섬유(111, 112)는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight Polyethylene: UHMWPE) 섬유 또는 아라미드(aramid) 섬유일 수 있다. The first network 110 is a fabric formed of high strength fibers 111 and 112 having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier. The high strength fibers 111 and 112 may be ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibers or aramid fibers.

상기 제1 네트워크(110)는 다양한 형태들, 예를 들어, 경사와 위사로 구성된 직물(woven fabric), 일방향으로 배열된 섬유들로 구성된 일방향 원단(unidirectional fabric), 또는 부직포(non-woven fabric) 형태를 가질 수 있다. The first network 110 may be fabricated in various forms, such as a woven fabric of warp and weft, a unidirectional fabric of non-woven fibers, or a non-woven fabric, And the like.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 네트워크(110)는, 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유를 경사 및 위사(111, 112)로 포함하는 직물 형태를 가지며, 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는다. According to an embodiment of the present invention, the first network 110 has a fabric shape including aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 deniers as warp and wefts 111 and 112, m < 2 >

직물 형태에서는 경사 및 위사가 일정한 굴곡을 이루면서 형성되어 있기 때문에, 총탄 등에 의한 외력을 받을 경우 외력이 직물 전체로 균일하게 분산될 수 있다.In the case of the fabric type, since the warp and weft are formed with a constant bending, when an external force such as bullet is received, the external force can be uniformly dispersed throughout the fabric.

상기 단위 면적당 중량이 150g/m2 미만이면, 직물에 틈들이 존재할 수 있어 방탄 성능이 저하될 수 있다. 한편, 상기 단위 면적당 중량이 520g/m2 를 초과하도록 제직하는 것은 생산 효율이 떨어진다.If the weight per unit area is less than 150 g / m < 2 >, gaps may exist in the fabric and the bulletproof performance may be deteriorated. On the other hand, if the weight per unit area exceeds 520 g / m 2 , the production efficiency is lowered.

상기 제1 폴리머 매트릭스(120)는 페놀 수지를 포함하며, 선택적으로 폴리비닐부티랄 수지를 연성을 부여하기 위한 첨가제로서 소량 더 포함할 수 있다. 상기 제1 폴리머 매트릭스(120)가 실질적으로 페놀 수지만으로 형성되기 때문에, 방탄 헬멧용 복합재의 최외층 및 최내층을 구성하는 본 발명의 제1 프리프레그(100)가 우수한 경도를 갖가질 수 있다.The first polymer matrix 120 comprises a phenolic resin and may optionally further comprise a small amount of an additive for imparting softness to the polyvinyl butyral resin. The first prepreg 100 of the present invention constituting the outermost layer and the innermost layer of the composite material for a bulletproof helmet can have an excellent hardness since the first polymer matrix 120 is formed substantially only of phenol resin.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 네트워크(110)가 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유를 경사 및 위사(111, 112)로 포함하는 직물 형태로서 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖고, 상기 제1 네트워크(110)에 대한 상기 제1 폴리머 매트릭스(120)의 중량비는 20 내지 38%이다. 상기 중량비가 20% 미만이면, 상기 제1 폴리머 매트릭스(120)가 제1 네트워크(110)를 충분히 보호할 수 없어 외부 마찰에 의해 제1 네트워크(110), 즉 아라미드 직물이 쉽게 손상될 수 있다. 반면, 상기 중량비가 38%를 초과하면 복합재의 중량 증가로 인해 경량의 방탄 헬멧을 제조할 수 없다.In one embodiment of the invention, the first network 110 is in a fabric form 150 to 520 g / m 2 comprising a warp and a weft (111, 112) the aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 denier And the weight ratio of the first polymer matrix (120) to the first network (110) is 20 to 38%. If the weight ratio is less than 20%, the first polymer matrix 120 can not sufficiently protect the first network 110, so that the first network 110, i.e., the aramid fabric, can be easily damaged by external friction. On the other hand, if the weight ratio exceeds 38%, a lightweight bulletproof helmet can not be produced due to an increase in weight of the composite material.

본 발명의 제2 프리프레그들(200) 각각은, 도 1에 예시된 바와 같이, 제2 네트워크(210) 및 상기 제2 네트워크(210) 상에 코팅되어 있는 폴리머 필름(220)을 포함한다.Each of the second prepresses 200 of the present invention includes a second network 210 and a polymer film 220 coated on the second network 210, as illustrated in FIG.

상기 제2 네트워크(210)는 15 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유(211, 212)로 형성된 원단이다. 상기 고강도 섬유(211, 212)는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유 또는 아라미드 섬유일 수 있다. The second network 210 is a fabric formed of high strength fibers 211, 212 having a strength of at least 15 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier. The high strength fibers 211 and 212 may be ultra high molecular weight polyethylene fibers or aramid fibers.

상기 제2 네트워크(210)는 다양한 형태들, 예를 들어, 직물, 일방향으로 배열된 섬유들로 구성된 일방향 원단, 또는 부직포 형태를 가질 수 있다. The second network 210 may have various forms, for example, a fabric, a one-way fabric composed of fibers arranged in one direction, or a nonwoven fabric.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 네트워크(210)는, 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유를 경사 및 위사(211, 212)로 포함하는 직물 형태를 가지며, 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는다. 상기 단위 면적당 중량이 150g/m2 미만이면, 직물에 틈들이 존재할 수 있어 방탄 성능이 저하될 수 있다. 한편, 상기 단위 면적당 중량이 520g/m2 를 초과하도록 제직하는 것은 생산 효율이 떨어진다.According to one embodiment of the present invention, the second network 210 has a fabric form including aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 denier as warp and weft yarns 211 and 212, m < 2 > If the weight per unit area is less than 150 g / m < 2 >, gaps may exist in the fabric and the bulletproof performance may be deteriorated. On the other hand, if the weight per unit area exceeds 520 g / m 2 , the production efficiency is lowered.

상기 폴리머 필름(220)은 20 내지 70 중량%의 페놀 수지, 20 내지 70 중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 1 내지 10 중량%의 가소제를 포함한다. 상기 가소제는 디옥틸프탈레이트(dioctyl phthalate: DOP), 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate: DOA), 트리크레실포스페이트(tricresyl phosphate: TCP), 또는 디이소노닐프탈레이트(diisononyl phthalate: DINP)일 수 있다. 상기 폴리비닐부티랄 수지의 함량이 20중량% 미만일 경우에는 제2 프리프레그(200)의 접착력 및 성형성이 떨어질 수 있다.The polymer film 220 comprises 20 to 70% by weight of a phenolic resin, 20 to 70% by weight of a polyvinyl butyral resin, and 1 to 10% by weight of a plasticizer. The plasticizer may be dioctyl phthalate (DOP), dioctyl adipate (DOA), tricresyl phosphate (TCP), or diisononyl phthalate (DINP). If the content of the polyvinyl butyral resin is less than 20% by weight, the adhesive strength and moldability of the second prepreg 200 may be deteriorated.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제2 네트워크(210)가 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유를 경사 및 위사(211, 212)로 포함하는 직물 형태로서 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖고, 상기 제2 네트워크(210)에 대한 상기 폴리머 필름(220)의 중량비는 10 내지 18%이다. 상기 중량비가 10% 미만이면, 제2 프리프레그들(200) 간의 접착력 및 제1 프리프레그(100)와 제2 프리프레그(200) 사이의 접착이 약화되어 방탄 성능이 저하될 수 있다. 반면, 상기 중량비가 18%를 초과하면 복합재의 경량화라는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.According to an embodiment of the present invention, the second network 210 may include aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 denier as warp and weft yarns 211 and 212 in the form of a fabric of 150 to 520 g / m 2 And the weight ratio of the polymer film 220 to the second network 210 is 10 to 18%. If the weight ratio is less than 10%, adhesion between the second prepregs (200) and adhesion between the first prepreg (100) and the second prepreg (200) may be weakened and the bulletproof performance may be deteriorated. On the other hand, if the weight ratio exceeds 18%, the object of the present invention of lightening the composite material can not be achieved.

선택적으로, 탄환에 대한 1차 방어 및/또는 탄환충돌로 인한 충격의 흡수를 더욱 강화하기 위하여, 본 발명의 방탄 헬멧용 복합재는 상기 2개의 제1 프리프레그들(100) 중 적어도 하나의 바로 위에 적층된 제3 프리프레그를 더 포함할 수 있다.Alternatively, in order to further enhance the absorption of the impact due to the primary deflection and / or bullet impact on the bullet, the composite material for the bulletproof helmet of the present invention may be placed directly on at least one of the two first prepregs 100 And may further include a stacked third prepreg.

상기 제3 프리프레그는, 제2 폴리머 매트릭스 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 내에 위치하는 제3 네트워크를 포함한다. The third prepreg includes a second polymer matrix and a third network located within the second polymer matrix.

상기 제3 네트워크는 11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유로 형성된 원단이다. 상기 고강도 섬유는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유 또는 아라미드 섬유일 수 있다. The third network is a fabric formed of high strength fibers having a tensile modulus of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier. The high strength fiber may be an ultra high molecular weight polyethylene fiber or an aramid fiber.

상기 제3 네트워크는 다양한 형태들, 예를 들어, 직물, 일방향 원단, 또는 부직포 형태를 가질 수 있다. The third network may have various forms, for example, a fabric, a unidirectional fabric, or a nonwoven fabric.

상기 제2 폴리머 매트릭스는 페놀 수지를 포함하며, 선택적으로 폴리비닐부티랄 수지를 연성을 부여하기 위한 첨가제로서 소량 더 포함할 수 있다.The second polymer matrix comprises a phenolic resin, and optionally may further comprise a small amount of an additive for imparting softness to the polyvinyl butyral resin.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제3 네트워크가 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 포함하는 직물 형태로서 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖고, 상기 제3 네트워크에 대한 상기 제2 폴리머 매트릭스의 중량비는 20 내지 38%이다. According to an embodiment of the present invention, the third network may have a weight per unit area of 150 to 520 g / m 2 in the form of a fabric including warp and weft of aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 denier, 3 < / RTI > network is 20 to 38% by weight of the second polymer matrix.

이하에서는, 본 발명의 방탄 헬멧용 복합재의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the composite material for a bulletproof helmet of the present invention will be described in detail.

제1 프리프레그들(100)을 다음의 방법으로 제조한다.The first prepregs 100 are prepared in the following manner.

먼저, 11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유(111, 112)로 제1 네트워크(110)를 형성한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 고강도 섬유(111, 112)는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유 또는 아라미드 섬유일 수 있고, 상기 제1 네트워크(110)는 직물, 일방향 원단, 또는 부직포 형태를 가질 수 있다. First, the first network 110 is formed of high strength fibers 111, 112 having a tensile modulus of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier. As described above, the high strength fibers 111 and 112 may be ultra high molecular weight polyethylene fibers or aramid fibers, and the first network 110 may have a fabric, a unidirectional fabric, or a nonwoven fabric.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유를 경사 및 위사(111, 112)로 이용하여 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 직물을 제조한다. 구체적으로 설명하면, 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 중합용매 중에서 중합시킴으로써 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하고, 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 포함하는 방사도프를 방사구금을 통해 방사하며, 상기 방사된 방사도프를 응고, 수세, 및 건조시켜 아라미드 섬유를 제조한다. 상기 아라미드 섬유를 경사로 적용하여 경사빔을 제조한 후, 상기 경사빔을 직기에 설치하고 아라미드 섬유를 위사로 적용하여 직조함으로써 아라미드 직물을 완성한다. According to one embodiment of the present invention, aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 deniers are used as warp and wefts 111 and 112 to produce a fabric having a weight per unit area of 150 to 520 g / m 2 . Specifically, an aromatic polyamide polymer is prepared by polymerizing an aromatic diamine and an aromatic diacid chloride in a polymerization solvent, spinning the spinning dope containing the aromatic polyamide polymer through a spinneret, and spinning the spinning dope Coagulated, washed, and dried to produce aramid fibers. The aramid fiber is sloped to produce a sloped beam, the sloped beam is placed in a loom, and the aramid fiber is applied as a weft yarn to complete the aramid fabric.

이어서, 상기 제1 네트워크(110)를 용매(예를 들어, 메탄올)로 희석된 폴리머 수지에 10 내지 60분 동안 디핑한다. 상기 폴리머 수지는 페놀 수지를 포함하며, 선택적으로 연성을 부여하기 위한 첨가제로서 폴리비닐부티랄 수지를 소량 더 포함할 수 있다. 상기 제1 네트워크(110) 전체에 폴리머 수지가 균일하게 함침될 수 있도록, 상기 디핑 공정이 수차례 반복될 수 있다. The first network 110 is then dipped in a polymer resin diluted with a solvent (e.g., methanol) for 10 to 60 minutes. The polymer resin includes a phenol resin, and may further include a small amount of polyvinyl butyral resin as an additive for imparting flexibility. The dipping process may be repeated several times so that the polymer resin can be uniformly impregnated throughout the first network 110.

이어서, 상기 디핑 공정에 의해 상기 제1 네트워크(110)에 함침된 폴리머 수지를 건조시킴으로써 제1 프리프레그(100)를 얻는다. 상기 폴리머 수지가 함침된 제1 네트워크(110)가 소정 온도로 유지되는 챔버 내를 소정 속도로 통과함으로써 상기 건조 공정이 연속적으로 수행될 수 있다.Next, the first prepreg 100 is obtained by drying the polymer resin impregnated in the first network 110 by the dipping process. The drying process can be continuously performed by passing the first network 110 impregnated with the polymer resin at a predetermined speed in a chamber maintained at a predetermined temperature.

한편, 상기 제1 프리프레그(100) 내의 상기 폴리머 수지의 함량을 조절하기 위하여, 상기 용매로 희석된 폴리머 수지의 농도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 건조 단계 전에, 상기 폴리머 수지가 함침된 상기 제1 네트워크(100)를 스퀴징하는 단계를 더 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 네트워크(110)가 아라미드 직물일 경우, 상기 공정들을 통해 상기 아라미드 직물에 대한 상기 폴리머 수지의 중량비를 20 내지 38%로 조절할 수 있다.Meanwhile, in order to control the content of the polymer resin in the first prepreg 100, the concentration of the polymer resin diluted with the solvent may be adjusted. Further, before the drying step, the step of squeegeeing the first network 100 impregnated with the polymer resin may be further performed. For example, when the first network 110 is an aramid fabric, the weight ratio of the polymer resin to the aramid fabric may be adjusted to 20 to 38% through the processes.

상기 스퀴징 공정은, 가압 롤러를 이용하여 연속적으로 수행되거나, 가압 판을 이용하여 비연속적으로 수행될 수 있다. The squeezing process may be performed continuously using a pressure roller, or may be performed discontinuously using a pressure plate.

한편, 제2 프리프레그들(200)은 다음의 방법에 의해 제조될 수 있다.On the other hand, the second prepregs 200 can be manufactured by the following method.

먼저, 위에서 설명한 제1 네트워크(110)의 제조방법과 동일한 방법으로 제2 네트워크(210)를 제조한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유를 경사 및 위사(211, 212)로 이용하여 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 직물을 제조한다.First, the second network 210 is fabricated in the same manner as the first network 110 described above. According to an embodiment of the present invention, aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 denier are used as warp and weft yarns 211 and 212 to produce a fabric having a weight per unit area of 150 to 520 g / m 2 .

상기 제2 네트워크(210) 제조 공정과는 별개로, 폴리머 필름(220)을 형성한다. 상기 폴리머 필름(220)은 20 내지 70 중량%의 페놀 수지, 20 내지 70 중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 1 내지 10 중량%의 가소제를 포함한다. The polymer film 220 is formed separately from the second network 210 manufacturing process. The polymer film 220 comprises 20 to 70% by weight of a phenolic resin, 20 to 70% by weight of a polyvinyl butyral resin, and 1 to 10% by weight of a plasticizer.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제2 네트워크(210)는 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 아라미드 직물이고, 상기 아라미드 직물에 대한 상기 폴리머 필름(220)의 중량비가 10 내지 18%가 되도록 하기 위한 단위 면적당 중량 및 두께를 갖도록 상기 폴리머 필름(220) 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the second network 210 is an aramid fabric having a weight per unit area of 150 to 520 g / m 2 , and the weight ratio of the polymer film 220 to the aramid fabric is 10 to 20 g / The polymer film 220 is formed to have a weight per unit area and a thickness to be 18%.

이어서, 상기 제2 네트워크(210)의 일 면 상에 상기 폴리머 필름(220)을 라미네이팅한다. 즉, 상기 제2 네트워크(210)의 일 면 상에 상기 폴리머 필름(220)을 얹는 단계, 상기 폴리머 필름(220)이 얹혀진 제2 네트워크(210)를 20 내지 60℃에서 1 내지 7분 동안 건조시키는 단계, 및 100 내지 130℃에서 상기 제2 네트워크(210) 및 폴리머 필름(200)에 압력을 가하는 단계를 순차적으로 수행한다.The polymer film 220 is then laminated on one side of the second network 210. That is, laying the polymer film 220 on one side of the second network 210, drying the second network 210 on which the polymer film 220 rests, at 20 to 60 ° C for 1 to 7 minutes , And applying pressure to the second network (210) and the polymer film (200) at 100-130 < 0 > C.

상기 제2 네트워크(210)에 상기 폴리머 필름(220)을 얹는 단계는 연속 또는 비연속 공정을 통해 수행될 수 있다. 연속 공정에 의하면, 제2 네트워크(210)와 폴리머 필름(220)가 별개의 공급 롤러들에 의해 동시에 각각 공급되면서 상기 제2 네트워크(210) 상에 상기 폴리머 필름(220)이 얹혀진다. 반면, 비연속 공정에 의하면, 서로 동일한 모양 및 크기를 갖는 제2 네트워크(210)와 폴리머 필름(220)이 서로 정렬된 후 상기 제2 네트워크(210) 상에 상기 폴리머 필름(220)이 얹혀진다.The step of placing the polymer film 220 on the second network 210 may be performed through a continuous or discontinuous process. According to the continuous process, the polymer film 220 is placed on the second network 210 while the second network 210 and the polymer film 220 are simultaneously supplied by separate supply rollers, respectively. On the other hand, according to the non-continuous process, the polymer film 220 is placed on the second network 210 after the second network 210 and the polymer film 220 having the same shape and size are aligned with each other .

상기 건조 공정은 챔버 등을 이용하여 연속적으로 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 폴리머 필름(220)이 얹혀진 제2 네트워크(210)가 20 내지 60℃로 유지되는 챔버(들)를 4 내지 20 m/분의 속도로 통과하도록 할 수 있다. 건조온도가 20℃ 미만인 경우 건조가 원활하게 이루어질 수 없고, 반면 상기 건조온도가 60℃를 초과할 경우 상기 폴리머 필름(220)의 고분자 수지가 경화됨으로써 제2 프리프레그(200)의 접착력이 떨어질 수 있다.The drying process may be performed continuously using a chamber or the like. In this case, the second network 210 on which the polymer film 220 rests may be allowed to pass the chamber (s) maintained at 20 to 60 占 폚 at a rate of 4 to 20 m / min. If the drying temperature is lower than 20 ° C, drying can not be performed smoothly. If the drying temperature is higher than 60 ° C, the polymeric resin of the polymer film 220 is hardened and the adhesive strength of the second prepreg 200 may be lowered. have.

상기 가압 공정은, 가열된 가압 롤러를 이용하여 연속적으로 수행되거나, 가압 판을 이용하여 비연속적으로 수행될 수 있다.The pressing process may be performed continuously using a heated pressing roller, or may be performed discontinuously using a pressing plate.

위에서 설명한 방법을 통해 본 발명의 제1 및 제2 프리프레그들(100, 200)이 준비되면, 2개의 제1 프리프레그들(100) 사이에 다수의 제2 프리프레그들(200)이 위치하도록 상기 제1 및 제2 프리프레그들(100, 200)을 적층한다. 2개의 제1 프리프레그들(100) 사이에 위치하는 제2 프리프레그들(200)의 개수는 12 내지 40일 수 있다. 선택적으로, 상기 제1 프리프레그들(100)의 적어도 하나에 상기 제1 프리프레그(100)와 동일한 구성을 갖는 제3 프리프레그를 더 적층할 수도 있다.When the first and second prepregs 100 and 200 of the present invention are prepared through the above-described method, a plurality of second prepregs 200 are positioned between the two first prepregs 100 The first and second prepregs 100 and 200 are laminated. The number of the second prepregs 200 positioned between the two first prepregs 100 may be between 12 and 40. [ Alternatively, a third prepreg having the same configuration as the first prepreg 100 may be further laminated on at least one of the first prepregs 100.

이어서, 적층된 상기 제1 및 제2 프리프레그들(100, 200)에 고압을 고온 하에서 가함으로써 본 발명의 방탄 헬멧용 복합재를 완성한다. 상기 가압 공정을 위하여, 히트 프레스(heat press) 또는 오토클레이브(autoclave) 등의 장치가 이용될 수 있다. 고온 및 고압 조건 하에서, 상기 제1 및 제2 프리프레그들(100, 200) 내의 폴리머 수지가 경화된다. 이러한 경화 공정을 통해, 상기 제1 및 제2 프리프레그들(100, 200)들이 서로 강하게 접착되고 이로 인해 방탄성능도 향상된다. Next, the composite material for a bulletproof helmet of the present invention is completed by applying high pressure to the laminated first and second prepregs 100 and 200 at a high temperature. For the pressing process, a device such as a heat press or an autoclave may be used. Under high temperature and high pressure conditions, the polymer resin in the first and second prepregs (100, 200) is cured. Through the curing process, the first and second prepregs 100 and 200 are strongly adhered to each other, thereby improving the bulletproof performance.

본 발명에 의하면, 페놀 수지가 제1 네트워크(110)의 양면에 충분히 함침된 제1 프리프레그들(100)이 방탄 헬멧의 최외층 및 최내층을 구성함으로써, 방탄 헬멧의 경도 및 방탄성능을 향상시키고 후면 변형을 최소화시킬 수 있다. 그와 동시에, 페놀 수지 및 폴리비닐부티랄 수지를 포함하는 폴리머 필름이 제2 네트워크(210)의 일 면에만 코팅되어 있는 본 발명의 제2 프리프레그들(200)을 방탄 헬멧의 최외층 및 최내층 사이에 위치시킴으로써, 복합재의 성형성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 경량의 방탄 헬멧을 구현할 수 있다.According to the present invention, the first prepregs 100 in which the phenolic resin is sufficiently impregnated on both sides of the first network 110 constitute the outermost layer and innermost layer of the bulletproof helmet, thereby improving the hardness and bulletproof performance of the bulletproof helmet So that the rear deformation can be minimized. At the same time, the second prepregs 200 of the present invention, in which a polymer film comprising a phenolic resin and a polyvinyl butyral resin are coated on only one side of the second network 210, By positioning between the inner layers, not only the moldability of the composite material can be improved, but also a lightweight bulletproof helmet can be realized.

이하, 실시예들과 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이므로 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 안 된다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. It should be noted, however, that the scope of the present invention should not be limited by the following examples.

실시예Example 1 One

1500 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유(코오롱 인더스트리 주식회사, 헤라크론®)를 경사 및 위사로 이용하여 평직을 수행함으로써 아라미드 직물을 제조하였다. 상기 아라미드 직물은 415 g/㎡의 단위 면적당 중량을 가졌다. 이어서, 상기 아라미드 직물을 메탄올로 희석되어 있는 페놀 수지에 디핑한 후, 가압 롤러를 이용한 스퀴징 공정을 통해 상기 아라미드 직물에 대한 상기 페놀 수지의 중량비를 30%로 조절하였다. 이어서, 페놀 수지가 함침된 상기 아라미드 직물을 70℃의 온도에서 5 m/분의 속도로 건조챔버를 통과시켜 건조시킴으로써 제1 프리프레그를 완성하였다. Aramid fiber having a fineness of 1500 denier (Kolon Industries Inc., Hercules Crohn ®) was prepared in a plain weave aramid fabric by performing, using a warp and weft. The aramid fabric had a weight per unit area of 415 g / m < 2 >. Next, the aramid fabric was dipped in a phenol resin diluted with methanol, and the weight ratio of the phenol resin to the aramid fabric was adjusted to 30% by a squeezing process using a pressure roller. Subsequently, the aramid fabric impregnated with the phenolic resin was dried at a temperature of 70 DEG C at a rate of 5 m / min through a drying chamber to complete the first prepreg.

이어서, 다음과 같은 방법을 통해 제2 프리프레그를 완성하였다.Subsequently, the second prepreg was completed by the following method.

1500 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유(코오롱 인더스트리 주식회사, 헤라크론®)를 경사 및 위사로 이용하여 평직을 수행함으로써 아라미드 직물을 제조하였다. 상기 아라미드 직물은 415 g/㎡의 단위 면적당 중량을 가졌다. 이어서, 58 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 폴리머 필름을 제조하였다. 상기 폴리머 필름은 48중량%의 페놀 수지, 48중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 4중량%의 가소제를 포함하였다. 이어서, 상기 아라미드 직물의 일 면 상에 상기 폴리머 필름을 얹은 후 45℃의 온도에서 약 3.75분 동안 건조시켰다. 이어서, 가열된 가압 롤러를 이용하여 115℃의 온도에서 가압함으로써 제2 프리프레그를 완성하였다.Aramid fiber having a fineness of 1500 denier (Kolon Industries Inc., Hercules Crohn ®) was prepared in a plain weave aramid fabric by performing, using a warp and weft. The aramid fabric had a weight per unit area of 415 g / m < 2 >. Then, a polymer film having a weight per unit area of 58 g / m < 2 > was produced. The polymer film contained 48 wt% phenolic resin, 48 wt% polyvinyl butyral resin, and 4 wt% plasticizer. The polymer film was then placed on one side of the aramid fabric and then dried at a temperature of 45 DEG C for about 3.75 minutes. Subsequently, the second prepreg was completed by pressurizing at a temperature of 115 캜 using a heated pressure roller.

이어서, 위와 같은 방법으로 얻어진 2개의 제1 프리프레그들 사이에 15개의 제2 프리프레그들이 위치하도록 상기 제1 및 제2 프리프레그들을 적층한 후, 히트 프레스(heat press)를 이용하여 150℃의 온도에서 6000psi의 압력을 상기 스택(stack)에 가함으로써 방탄 헬멧용 복합재를 완성하였다.Subsequently, the first and second prepregs were stacked so that 15 second prepregs were located between the two first prepregs obtained by the above method, and then they were laminated by using a heat press at a temperature of 150 캜 A pressure of 6000 psi at temperature was applied to the stack to complete the bulletproof helmet composite.

실시예Example 2 2

상기 제1 프리프레그와 동일한 방법으로 제조된 2개의 제3 프리프레그들을 상기 제1 프리프레그들 상에 각각 더 적층하였다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 방탄 헬멧용 복합재를 제조하였다.A composite material for a bulletproof helmet was manufactured in the same manner as in Example 1, except that two third prepregs produced by the same method as the first prepreg were further laminated on the first prepregs, respectively .

실시예Example 3 3

상기 제1 프리프레그를 제조할 때, 메탄올에 희석되어 있는 페놀 수지의 농도를 조정하여 상기 아라미드 직물에 대한 상기 페놀 수지의 중량비가 19%로 조절되었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 방탄 헬멧용 복합재를 제조하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the concentration of the phenolic resin diluted in methanol was adjusted so that the weight ratio of the phenolic resin to the aramid fabric was adjusted to 19% when the first prepreg was prepared. A composite material for a bulletproof helmet was produced.

실시예Example 4 4

상기 제1 프리프레그를 제조할 때, 메탄올에 희석되어 있는 페놀 수지의 농도를 조정하여 상기 아라미드 직물에 대한 상기 페놀 수지의 중량비가 39%로 조절되었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 방탄 헬멧용 복합재를 제조하였다.In preparing the first prepreg, the concentration of the phenol resin diluted in methanol was adjusted to adjust the weight ratio of the phenolic resin to the aramid fabric to 39%, A composite material for a bulletproof helmet was produced.

비교예Comparative Example 1 One

전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 17개의 제1 프리프레그들을 적층한 후, 히트 프레스를 이용하여 150℃의 온도에서 6000psi의 압력을 상기 스택에 가함으로써 방탄 헬멧용 복합재를 완성하였다.Seventeen first prepregs prepared in the same manner as in Example 1 described above were laminated, and a pressure of 6000 psi was applied to the stack at a temperature of 150 캜 using a heat press to complete a composite material for a bulletproof helmet.

비교예Comparative Example 2 2

전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 17개의 제2 프리프레그들을 적층한 후, 히트 프레스를 이용하여 150℃의 온도에서 6000psi의 압력을 상기 스택에 가함으로써 방탄 헬멧용 복합재를 완성하였다.
Seventeen second prepregs prepared in the same manner as in Example 1 described above were laminated, and a pressure of 6000 psi was applied to the stack at a temperature of 150 캜 using a heat press to complete a composite material for a bulletproof helmet.

상기 실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 방탄 헬멧용 복합재들 각각의 단위 면적당 중량, 평균 속도, 및 후면 변형을 다음의 방법들로 각각 측정하였고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.The weight, average speed, and back deformation per unit area of the composite materials for the bulletproof helmet manufactured by the above embodiments and comparative examples were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.

복합재의 단위 면적당 중량Weight per unit area of composite

ISO 9864:2007에서 규정된 시험방법으로 제1 및 제2 프리프레그들의 단위 면적당 중량(g/m2)을 각각 측정한 후, 해당 프리프레그의 개수를 곱함으로써 복합재의 단위 면적당 중량을 산출하였다.The weight per unit area (g / m 2 ) of the first prepreg and the second prepreg was measured by the test method specified in ISO 9864: 2007, and then the weight per unit area of the composite was calculated by multiplying the number of prepregs by the number.

평균속도(Average speed ( V50V50 ) 및 후면 변형 측정) And back deformation measurement

복합재의 방탄 성능 정도를 간접적으로 나타내는 평균 속도(㎧)는, MIL-STD-662F 규정에 따라 Cal.22구경 파편모의탄(FSP)을 이용하여 완전 관통했을 때의 속도와 부분 관통했을 때의 속도를 평균한 값으로부터 측정하였다. The average speed (㎧) that indirectly indicates the degree of bulletproof performance of a composite material is calculated by dividing the speed when fully penetrated by Cal.22 caliber fragment shot (FSP) according to MIL-STD-662F and the speed Were measured.

후면 변형은 평균 속도에서의 충격에 의해 방탄재 후면부의 돌출된 부분의 최대 직경(㎜)을 측정하였다.The rear deformation was measured by the maximum diameter (mm) of the protruding portion of the back surface of the bulletproof material by the impact at the average speed.

단위 면적당 중량
(g/m2)Weight per unit area
(g / m < 2 & 평균 속도(V50)
(m/s)Average speed (V50)
(m / s) 후면 변형
(mm)Rear deformation
(mm) 실시예1Example 1 82758275 627627 3030 실시예2Example 2 85098509 625625 3535 실시예3Example 3 81358135 621621 3737 실시예4Example 4 84358435 617617 3939 비교예1Comparative Example 1 1003010030 598598 5050 비교예2Comparative Example 2 80418041 605605 4646

100: 제1 프리프레그 200: 제2 프리프레그
110: 제1 네트워크 120: 제1 폴리머 매트릭스
210: 제2 네트워크 220: 폴리머 필름100: first prepreg 200: second prepreg
110: first network 120: first polymer matrix
210: second network 220: polymer film

Claims (12)

2개의 제1 프리프레그들; 및
상기 2 개의 제1 프리프레그들 사이의 다수의 제2 프리프레그들을 포함하고,
상기 제1 프리프레그들 각각은,
제1 폴리머 매트릭스; 및
상기 제1 폴리머 매트릭스 내의, 11 g/denier 이상의 강력(tenacity) 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율(tensile modulus)를 갖는 고강도 섬유의 제1 네트워크를 포함하고,
상기 제2 프리프레그들 각각은,
11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유의 제2 네트워크; 및
상기 제2 네트워크의 일 면 상의 폴리머 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.Two first prepregs; And
And a plurality of second prepresses between the two first prepresses,
Each of the first prepresses includes:
A first polymer matrix; And
A first network of high strength fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier in the first polymer matrix,
Each of the second pre-
A second network of high strength fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier; And
And a polymer film on one side of the second network. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 네트워크들은 아라미드 섬유로 형성된 직물이고,
상기 제1 폴리머 매트릭스는 페놀 수지를 포함하며,
상기 폴리머 필름은 페놀 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 및 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.The method according to claim 1,
The first and second networks are fabrics formed of aramid fibers,
Wherein the first polymer matrix comprises a phenolic resin,
Wherein the polymer film comprises a phenolic resin, a polyvinyl butyral resin, and a plasticizer. 제2항에 있어서,
상기 아라미드 섬유는 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖고,
상기 제1 및 제2 네트워크들은 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.3. The method of claim 2,
The aramid fibers have a fineness of 600 to 3000 deniers,
Wherein the first and second networks have a weight per unit area of 150 to 520 g / m < 2 >. 제3항에 있어서,
상기 제1 프리프레그에 있어서, 상기 제1 네트워크에 대한 상기 제1 폴리머 매트릭스의 중량비는 20 내지 38%이고,
상기 제2 프리프레그에 있어서, 상기 제2 네트워크에 대한 상기 폴리머 필름의 중량비는 10 내지 18%인 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.The method of claim 3,
In the first prepreg, the weight ratio of the first polymer matrix to the first network is 20 to 38%
Wherein in the second prepreg, the weight ratio of the polymer film to the second network is 10 to 18%. 제2항에 있어서,
상기 제1 폴리머 매트릭스는 폴리비닐부티랄 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.3. The method of claim 2,
Wherein the first polymer matrix further comprises a polyvinyl butyral resin. 제1항에 있어서,
상기 2개의 제1 프리프레그들 중 적어도 하나의 바로 위에 적층된 제3 프리프레그를 더 포함하되,
상기 제3 프리프레그는,
제2 폴리머 매트릭스; 및
상기 제2 폴리머 매트릭스 내의, 11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유의 제3 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.The method according to claim 1,
Further comprising a third prepreg stacked directly on at least one of the two first prepregs,
The third pre-
A second polymer matrix; And
And a third network of high strength fibers having a tensile modulus of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier in the second polymer matrix. 제6항에 있어서,
상기 제3 네트워크는 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유로 형성된 직물로서 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖고,
상기 제2 폴리머 매트릭스는 페놀 수지를 포함하며,
상기 제3 네트워크에 대한 상기 제2 폴리머 매트릭스의 중량비는 20 내지 38%인 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.The method according to claim 6,
Said third network having a weight per unit area of 150 to 520 g / m < 2 > as a fabric formed of aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 deniers,
Wherein the second polymer matrix comprises a phenolic resin,
Wherein the weight ratio of the second polymer matrix to the third network is 20 to 38%. 제6항에 있어서,
상기 제2 폴리머 매트릭스는 폴리비닐부티랄 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재.The method according to claim 6,
Wherein the second polymer matrix further comprises a polyvinyl butyral resin. 11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유로 제1 네트워크를 형성하는 단계;
상기 제1 네트워크를 폴리머 수지에 디핑하는 단계;
제1 프리프레그를 얻기 위해, 상기 디핑에 의해 상기 제1 네트워크에 함침된 폴리머 수지를 건조시키는 단계;
11 g/denier 이상의 강력 및 200 g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 고강도 섬유로 제2 네트워크를 형성하는 단계;
폴리머 필름을 형성하는 단계;
제2 프리프레그를 얻기 위해, 상기 제2 네트워크의 일 면 상에 상기 폴리머 필름을 라미네이팅하는 단계; 및
2개의 상기 제1 프리프레그들 사이에 다수의 상기 제2 프리프레그들이 위치하도록 상기 제1 및 제2 프리프레그들을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재의 제조방법.Forming a first network with high strength fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier;
Dipping the first network into a polymer resin;
Drying the polymer resin impregnated in the first network by the dipping to obtain a first prepreg;
Forming a second network with high strength fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier;
Forming a polymer film;
Laminating the polymer film on one side of the second network to obtain a second prepreg; And
And laminating the first and second prepregs so that a plurality of the second prepregs are positioned between the two first prepregs. 제9항에 있어서,
상기 제1 프리프레그 내의 상기 폴리머 수지의 함량을 조절하기 위하여, 상기 건조 단계 전에, 상기 폴리머 수지가 함침된 상기 제1 네트워크를 스퀴징하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재의 제조방법.10. The method of claim 9,
Further comprising the step of squeegeeing the first network impregnated with the polymer resin prior to the drying step to adjust the content of the polymer resin in the first prepreg Way. 제10항에 있어서,
상기 제1 네트워크는 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유로 형성된 직물로서 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖고,
상기 폴리머 수지는 페놀 수지를 포함하며,
상기 제1 프리프레그에 있어서 상기 제1 네트워크에 대한 상기 폴리머 수지의 중량비가 20 내지 38%가 되도록 상기 스퀴징 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재의 제조방법.11. The method of claim 10,
Said first network having a weight per unit area of 150 to 520 g / m < 2 > as a fabric formed of aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 deniers,
Wherein the polymer resin comprises a phenolic resin,
Wherein the squeezing step is performed such that the weight ratio of the polymer resin to the first network in the first prepreg is 20 to 38%. 제9항에 있어서,
상기 제2 네트워크는 600 내지 3000 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유로 형성된 직물로서 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖고,
상기 폴리머 필름은 페놀 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 및 가소제를 포함하며,
상기 제2 프리프레그에 있어서 상기 제2 네트워크에 대한 상기 폴리머 필름의 중량비가 10 내지 18%가 되도록 하기 위한 단위 면적당 중량을 상기 폴리머 필름이 갖도록 상기 폴리머 필름 형성 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧용 복합재의 제조방법.10. The method of claim 9,
The second network having a weight per unit area of 150 to 520 g / m 2 as a fabric formed of aramid fibers having a fineness of 600 to 3000 deniers,
Wherein the polymer film comprises a phenolic resin, a polyvinyl butyral resin, and a plasticizer,
Wherein the polymer film forming step is performed such that the polymer film has a weight per unit area in the second prepreg so that the weight ratio of the polymer film to the second network is 10 to 18% For producing a composite material.
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